可见光通信(Visible Light Communication,VLC)是一种快速发展的新兴技术,它具有无电磁辐射、无电磁干扰、无需频谱认证、安全绿色等诸多优势,已成为通信领域的热门研究。将多输入多输出(Multi-InputMulti-Output,MIMO)技术应用于室内 VLC 系统,可以明显扩大信号覆盖范围,成倍地提高传输速率,解决发射机和接收机的对准难题,减少室内人员对数据通信的影响;应用基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)和 MIMO 系统的资源自适应分配技术,可以显著提高VLC系统的资源利用率,更好地适应多变的信道环境,满足不同的用户需求,最终达到合理分配资源和优化系统性能的目的。然而,目前对MIMO VCL的研究仍存在一些不足之处。一方面,对MIMO-OFDMVLC资源自适应分配技术的研究较少。其中,Shen提出的速率比例分配方案应用于VLC系统时计算复杂度较大,且未考虑比特的分配。同时,对于存在高速业务需求用户的VLC系统来说,其资源分配问题并未得到很好的解决;另一方面,目前VLC MIMO信号检测方法的较高误码率性能和较低计算复杂度往往不能兼得。针对上述问题,本文将进行以下几个方面的研究:首先,概述了室内VLC基本理论及信道建模。介绍了几种常用的建模方法,包括射线追踪模型、指数衰减模型和独立反射元交互表征模型。仿真分析了室内VLC系统的冲激响应、接收光功率和接收信噪比等性能指标。其次,研究了室内MIMO-OFDMVLC系统自适应资源分配技术。分类总结了自适应资源分配方案,分析了三种典型资源分配算法,包括最大速率分配算法、速率比例分配算法和子载波排序分配算法的原理和实现步骤。比较了以上三种算法的性能。针对Shen提出的速率比例分配算法进行改进:在原算法的基础上简化子载波和功率的分配,增加了比特加载过程,通过预先加载和后期调整两个环节,确保比特加载时用户间的公平性。通过仿真比较,发现改进算法的系统误码率较原算法有所增加,但增幅很小,在25 dB的SNR内低于1个数量级,而系统容量却提升了 15%。同时子载波和功率的分配以及比特的加载与用户的速率需求基本一致。针对存在高速要求用户的情况,提出相应的改进方案,其主要思路是在子载波分配过程中,将尽量多的子载波和功率分配给高速用户,使其尽快完成高速业务;且比特加载同样采取预先加载和后期调整两个过程。改进后的方案能够基本满足高速用户的要求,同时兼顾了其他用户的速率需求。仿真显示,该方案能够在保证其他用户速率要求和对系统误码率影响很小(在25 dB的SNR内低于1个数量级)的前提下,将尽量多的资源分配给高速要求用户,基本实现了资源的按需分配。最后,研究了室内可见光通信MIMO分层空时技术和信号检测技术。对分集、合并技术进行分类总结,仿真比较了不同合并方式的性能。分类介绍了 MIMO分层空时码及编码译码原理、常用的MIMO信号检测方法。仿真比较了不同的排序干扰抵消检测(OSIC)方法的误码率性能。分析了多种检测方法相结合的联合检测方案,即分别基于信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)、信噪比(SignaltoNoiseRatio,SNR)和信道特性矩阵2阶列范数排序的 ZF-ML-OSIC、MMSE-ML-OSIC 和 ZF-MMSE-ML-OSIC 联合检测方案。通过仿真比较,信噪比为25dB时,ZF-ML-OSIC检测的误码率达到了 10-4,较ZF-OSIC检测降低了 2个数量级;MMSE-ML-OSIC检测的误码率达到了 10-5,较MMSE-OSIC检测降低了 2个数量级;ZF-MMSE-ML-OSIC检测的误码率达到了 10-5,比ZF-OSIC检测降低了近3个数量级,较MMSE-OSIC检测降低2个数量级。